我國首臺自行設(shè)計、自主集成研制的“蛟龍?zhí)枴陛d人深潛器于2012年6月順利完成工作設(shè)計深度7000m的海試任務(wù).(海水密度取ρ海水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg):

(1)當(dāng)“蛟龍?zhí)枴毕聺摰竭_(dá)7000m深度時,受到海水的壓強(qiáng)是多少?

(2)“蛟龍?zhí)枴蓖瓿珊T嚾蝿?wù)后,上浮最終漂浮在海面上,現(xiàn)在由起重裝置將其勻速豎直調(diào)離水面,起重機(jī)起吊拉力的功率隨時間的變化圖象如圖所示,圖中P2=2P1.已知“蛟龍?zhí)枴钡目傎|(zhì)量為2.2×104kg,求t1時刻“蛟龍?zhí)枴迸砰_水的體積(不考慮水的阻力).

 

【答案】

(1)7×107Pa (2)11m3

【解析】(1)海水的壓強(qiáng)p=ρ海水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×7000m=7×107Pa;

(2)設(shè)在t1、t2時刻起重裝置對探測器的拉力分別為F1、F2,由于勻速調(diào)離,故探測器的速度不變?yōu)関,

t1時刻,探測器:F1+F=mg,可得F1=mg﹣F;t2時刻,探測器:F2=mg,

由題知,P2=2P1,即:F2v=2F1v,

所以F2=2F1,即mg=2(mg﹣F),故F=mg=×2.2×104kg×10N/kg=1.1×105N,

由阿基米德原理F=ρVg可得,V===11m3。

(1)欲求海水的壓強(qiáng),知道深度和海水的密度即可利用液體壓強(qiáng)公式求出;(2)由圖像可知:時間為t1時“蛟龍?zhí)枴苯谒,時間為t2時,“蛟龍?zhí)枴蓖耆〕隽怂,我們對這兩種狀態(tài)分別進(jìn)行受力解析得出力之間的關(guān)系,再利用功率之間的關(guān)系列方程將浮力求出,然后利用阿基米德原理再求出此時排開液體的體積。

考點(diǎn):壓強(qiáng),功率的計算。

 

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